一、SCSI卡简介
SCSI的英文全称为“Small Computer S
ystem Interface”,中文名“小型计算机系统接口”,什么是SCSI和RAID控制器
。它是一种外设接口,在服务器中则主要由硬盘采用,除此之外,还有CD/DVD-ROM、CD-R/RW、扫描仪、磁带机等也有采用这一接口的。其实,SCSI也不算是新的接口类型,早在1986年SCSI标准就已开始制定,至今也经历了将近20年的时间。早期Apple(苹果电脑)公司率先将SCSI选定为Macs计算机的标准接口,许多外设都借此统一接口与主系统连接。在PC方面则因为SCSI接口卡和设备昂贵,并且几乎各种外设都有较便宜的接口可替代,SCSI并未受到青睐,尽管性能远不如SCSI接口,而且当时可用的SCSI设备也不多。可如今,支持SCSI接口的外设产品从原本仅有硬盘、磁带机两种,增加到扫描仪、光驱、刻录机、MO等各种设备,大家接触SCSI的机会正在逐步增加中,再加上制造技术的进步,SCSI卡与外设的价格都已经不再高高在上,显示SCSI市场已经相当成熟。SCSI接口向来是以高传输率和高可靠性著称,广泛应用于服务器和高档PC中,我们常说的硬盘就是指具有SCSI接口的硬盘。SCSI自身也在不断完善发展之中,其应用速度从最初的4MB/S一直发展到目前最快的320MB/S,而且还将向上发展。相对PC机中常用的IDE(ATA)接口来说(目前最快的为133MB/s),它的传传输速率具有明显的优势,所以在服务器中通常是采用SCSI接口的硬盘,而非常见的IDE接口硬盘。不过目前新的SATA(串行IDE)接口的传输速率也接近SCSI接口速率,也正在服务器中得到应用。
相对IDE接口,除了具有传输速率优势外,SCSI接口也较好地解决了多设备挂接问题。常见PC主板的IDE接口只支持挂接4个IDE设备,但是1个SCSI接口可以挂接15个设备以上的设备,对于服务器这种需要海量存储的系统来说优势非常明显。当然SCSI接口的优点远不止这些,具体在此就不再详叙了。
SCSI技术发展至今,目前可用的SCSI控制器的类型相当多。
主要类型及各自性能特征如下:
(1)SCSI-1:它是最早的SCSI接口,在1979年由Shugart(希捷公司前身)制订的,在1986年获得美国标准协议承认的SASI(Shugart Associates System Interface,施加特联合系统接口)。它的特点是支持同步和异步SCSI外围设备,支持7台8位的外围设备,最大数据传输率为 5MB/s,支持Worm外围设备。
(2)SCSI-2:它是SCSI-1的后续接口,是1992年提出,也称为 Fast SCSI。如果采用原来的8位并行数据传输则称为“Fast SCSI”,它的数据传输率为10MB/s,最大支持连接设备数为7台。后来出现了采用16位的并行数据传输模式即“Fast Wide SCSI”,它的数据传输率提高到了20MB/s,最大支持连接设备数为15台。
(3)SCSI-3:它是在SCSI-2之后推出的“Ultra SCSI”控制器类型,在这个大类中也可按数据位宽的不同先后推出了两个小类。如果采用原来的8位并行数据传输时称为“Ultra SCSI”,它的数据传输率为20MB/s,最大支持连接设备数为8台。在将并行数据传输的总线带宽提高到16位后出现了“Ultra Wide SCSI”,它的传输率又成倍提高,即达到了40MB/s,最大支持连接设备数为15台。
(4)Ultra2 SCSI:它是在Ultra SCSI的基础上推出的SCSI接口类型。于1997年提出,采用了LVD(Low Voltage Differential,低电平微分)的传输模式,允许接口电缆的最长为12米,这大大增加了设备的灵活性;与上面几种SCSI接口一样,它也分为采用8位的Narrow 模式和采用16位的Wide模式。8位的Narrow 模式即为“Ultra2 SCSI”,它的传输率为40MB/s,最大支持连接设备数为7台;而采用16位的Wide模式则称为“Ultra2 Wide SCSI”,它将传输率提高到了80MB/s,最大支持连接设备数为15台。
(5)Ultra3 SCSI:它是Ultra2 SCSI的更新接口,于1998年9月份提出,它除支持现有的SCSI规格,使用和Ultra2 SCSI 完全一样的接口电缆及终结器外,还包含了一些新功能。首先 Ultra3 SCSI采用双缘传输频率(Double Transition Clocking),而Ultra2 SCSI采用得是单缘传输频率,因此Ultra3 SCSI 的传输率是前者的两倍,即160MB/s;此外Ultra3 SCSI还提供了领域确认(Domain Validation)、CRC(Cyclic Redundant Check,冗余循环校正)、封包化(Packetized Protocol)、快速仲裁选取(Quick Arbitrate & Select)这几项新功能;为了加快 Ultra3 SCSI新技术的推出,很多厂商首先推出了Ultra160/m SCSI,Ultra160/m SCSI的技术和Ultra3 SCSI一样,只是没有快速仲裁选取和封包化这两项功能,可以说Ultra160/m SCSI就是Ultra3 SCSI的子集,
电脑资料
《什么是SCSI和RAID控制器》()。(6)Ultra320 SCSI:它的全称为“Ultra320 SCSI SPI-4”技术规范。Ultra320 SCSI 单通道的数据传输速率最大可达320M/S,如果采用双通道SCSI控制器可以达到640M/秒。从基础架构的发展来看,160M/S到320M/S的提升在技术上并不复杂,花费也不大,因此对于系统集成商来说,服务器从SCSI Ultra160到Ultra320 SCSI的技术过渡是非常容易实现。
SCSI控制器接口通常有50针、68针和80针之发,常用的是50针和68针。
SCSI卡就是一种提供一个或以上(一个接口通过电缆可连接15个SCSI设备)的SCSI接口内置板卡,它可插在服务器(或其它设备)主板上的普通PCI(或服务器上的PCI-X)插槽上,实现多个SCSI接口的提供,以方便多个SCSI外设的连接。
SCSI卡的出现解决两方面的问题:
(1)使原来在主板中没有提供SCSI接口的服务器(或PC机)通过普通的PCI插槽连接SCSI接口的硬盘或其它外设;
(2)扩展了SCSI接口数量,因为一般来说在服务器中最多只能提供2个左右的SCSI接口,而SCSI卡可以提供多到4个SCSI接口。(如图1所示)的是一款提供1个内68针、2个外68针SCSI接口的Adaptec AHA39320 SCSI卡,内68针SCSI接口用于SCSI接口硬盘的连接,外SCSI接口用于SCSI外设(包括外置硬盘)的连接,这样最多可连接15个SCSI硬盘,或者30个SCSI外设。
二、RAID卡简介
RAID卡是一种磁盘阵列卡,它的核心技术当然就是RAID(Redundant Array of Independent Disks,物理磁盘冗余阵列)。它是一种工业标准,它的主要作用就是为了提高服务器的磁盘读写性能和镜像备份,以提高服务器磁盘系统的安全级别。当然要实现冗余,则至少需要两个以上的物理磁盘,所以在RAID卡上则必须提供一个以上的磁盘接口,当然这里的磁盘接口不仅限于SCSI接口,目前还有IDE(ATA)和SATA接口。(如图2所示)的是ADAPTEC SCSI-3210S磁盘阵列卡,它有内2个68针、2个外68针SCSI接口,可实现30个SCSI磁盘或SCSI外设的连接。(如图3所示)的RocketRAID 404磁盘阵列卡,它提供4条独立的IDE通道,因一个IDE接接口,最能连接2个硬盘,所以它最多可接8个IDE硬盘。
目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。
RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。这种方式其实没有冗余功能,没有安全保护,只是提高了磁盘读写性能和整个服务器的磁盘容量。一般只适用磁盘数较少、磁盘容易比较紧缺的应用环境中,如果在RAID 0中配置4块以上的硬盘,对于一般应用来说是不明智的。
RAID 1是两块硬盘数据完全镜像,安全性好,技术简单,管理方便,读写性能均好。因为它是一一对应的,所以它无法单块硬盘扩展,要扩展,必须同时对镜像的双方进行同容量的扩展。因为这种冗余方式为了安全起见,实际上只利用了一半的磁盘容量,数据空间浪费大。
RAID 0+1综合了RAID 0和RAID 1的特点,独立磁盘配置成RAID 10,两套完整的RAID1 0互相镜像。它的读写性能出色,安全性高,但构建阵列的成本投入大,数据空间利用率低。
RAID 5是目前应用最广泛的RAID技术。各块独立硬盘进行条带化分割,相同的条带区进行奇偶校验(异或运算),校验数据平均分布在每块硬盘上。以n块硬盘构建的RAID 5阵列可以有n-1块硬盘的容量,存储空间利用率非常高。任何一块硬盘上的数据丢失,均可以通过校验数据推算出来。它和RAID 3最大的区别在于校验数据是否平均分布到各块硬盘上。RAID 5具有数据安全、读写速度快,空间利用率高等优点,应用非常广泛,但不足之处是如果1块硬盘出现故障以后,整个系统的性能将大大降低。
RAID 1、RAID 0+1、RAID 5阵列配合热插拔(也称热可替换)技术,可以实现数据的在线恢复,即当RAID阵列中的任何一块硬盘损坏时,不需要用户关机或停止应用服务,就可以更换故障硬盘,修复系统,恢复数据,对实现高可用系统具有重要的意义。